河北平原冬小麥籽粒灌漿特性參數(shù)分析

郭麗果　劉盼　石晶晶　張悅　魏巖　杜偉娜　尹寶重

摘要：于2016—2017年小麥季，在國家糧食豐產(chǎn)科技工程藁城核心區(qū)，選取河北省主推的9個小麥品種，對其籽粒灌漿過程進行研究。結(jié)果表明，各品種小麥在灌漿期間籽粒干質(zhì)量均呈“S”形曲線增長，灌漿過程可劃分為灌漿漸增期、快增期和緩增期3個階段。但不同品種的灌漿也存在差異，最大灌漿速率出現(xiàn)時間（Tmax）最早的是魯原502，比最晚出現(xiàn)的濟麥22提早3.1 d;石農(nóng)086和邢麥4號的最大灌漿速率（vmax）和平均灌漿速率（vmean）均高于其他供試品種，而農(nóng)大399均為最小;在最大灌漿速率上，石農(nóng)086和邢麥4號比農(nóng)大399分別高52.0%、43.4%;在平均灌漿速率上，石農(nóng)086和邢麥4號比農(nóng)大399分別高40.2%、29.9%。相關分析表明，粒質(zhì)量與籽粒平均灌漿速率之間存在顯著正相關關系，而與灌漿持續(xù)時間相關性不顯著。

關鍵詞：河北平原;小麥;灌漿特性;粒質(zhì)量

中圖分類號： S512.1+10.1文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）08-0072-03

粒質(zhì)量是小麥產(chǎn)量的重要構成因素之一，小麥粒質(zhì)量與籽粒灌漿特性有著密不可分的關系，前人對此已有許多的研究[1-15]。受地域環(huán)境、品種、管理措施等多方面因素的影響，有的研究認為，灌漿速率和灌漿過程持續(xù)時間均與粒質(zhì)量呈顯著正相關關系[1-8];而有的研究則認為，粒質(zhì)量僅與灌漿速率呈正相關關系，與其他灌漿參數(shù)之間無顯著相關關系[9-15]，存在爭論。因此，本試驗主要選取適宜在河北省大面積推廣的小麥品種進行籽粒灌漿特性研究，旨在深入探究不同小麥品種的灌漿特點，促進粒質(zhì)量的增加，以期為河北地區(qū)及全國小麥新品種的選育、持續(xù)高產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術支撐。

1材料與方法

1.1供試材料

供試小麥品種共9種，分別是濟麥22、中麥155、農(nóng)大399、魯原502、邢麥4號、冀麥418、邯麥15、冀麥325和石農(nóng)086。

1.2試驗區(qū)概況

于2016—2017年小麥季，在國家糧食豐產(chǎn)科技工程藁城核心區(qū)（河北省石家莊市藁城區(qū)梅花鎮(zhèn)崔家莊村，地理位置114°84′E、38°03′N）進行，試驗地前茬作物為玉米，土質(zhì)為壤土，0～20 cm土壤養(yǎng)分含量為有機質(zhì)含量22.1 g/kg、硝態(tài)氮含量18.6 mg/kg、速效磷含量25.0 mg/kg、速效鉀含量 173.0 mg/kg。

1.3試驗設計

試驗田采用隨機區(qū)組排列，9個供試小麥品種，27個小區(qū)，每個小區(qū)面積為666.7 m2，3次重復，每個小區(qū)播種籽粒 12 kg，行距設置為15 cm。田間管理同一般大田。

1.4測定項目和分析方法

小麥籽粒灌漿過程的測定：開花后標記長勢一致并且花期相同的主莖穗，分別在開花后的6、12、18、24、30 d取樣，每個小區(qū)每次取5個穗，3次重復，帶回實驗室后手工剝粒，統(tǒng)計穗粒數(shù)，然后將籽粒用信封裝好后立即放置于烘箱內(nèi)，105 ℃ 殺青30 min后降至70 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量后計算千粒質(zhì)量。

籽粒生長曲線的擬合及灌漿參數(shù)計算：將開花后的天數(shù)（t）作為自變量，籽粒粒質(zhì)量（Y）作為因變量，用Logistic曲線方程擬合開花后各品種籽粒的灌漿過程，并將灌漿過程劃分為灌漿漸增期、快增期和緩增期3個階段。Logistic方程表達式為Y=K/（1+Ae-Bt），式中：K為理論上籽粒灌漿達到的最大干質(zhì)量，g/103粒;A、B均為待定參數(shù)。對Logistic方程求一階導數(shù)和二階導數(shù)，可得到初級灌漿參數(shù)：最大灌漿速率vmax[g/（103?！）]、平均灌漿速率vmean[g/（103?！）]、最大灌漿速率出現(xiàn)時間Tmax（d）、灌漿持續(xù)時間T（d）;次級灌漿參數(shù)T1、v1，T2、v2、T3、v3分別表示3個階段相應的灌漿持續(xù)時間（d）和灌漿速率[g/（103?！）]，m1、m2、m3分別表示各階段的籽粒干物質(zhì)積累量（g）。

1.5統(tǒng)計分析

采用DPS 7.05對數(shù)據(jù)進行處理，SPSS 19.0作相關性分析，Excel 2003作圖。

2結(jié)果與分析

2.1小麥品種籽粒干質(zhì)量的變化

由圖1可以看出，各小麥籽粒干質(zhì)量的變化規(guī)律基本保持一致，即9個品種的小麥在灌漿期間籽粒干質(zhì)量均呈“S”形曲線增長。在花后灌漿初期，小麥籽粒干質(zhì)量增長較為緩慢;隨著花后天數(shù)的增多，籽粒干質(zhì)量也迅速增長，此時進入快速增長階段，為籽粒形成的關鍵時期;后期籽粒干質(zhì)量增長又趨于緩慢，直至成熟。進一步分析表明，供試小麥品種籽粒最后的千粒質(zhì)量存在顯著性差異，其中，石農(nóng)086的千粒質(zhì)量最大，為49.24 g，魯原502的為49.17 g，僅次于石農(nóng)086;農(nóng)大399的千粒質(zhì)量最小，為42.64 g，其次是中麥155的千粒質(zhì)量為44.43 g，達到了顯著性差異水平。

2.2小麥籽粒灌漿模型

各小麥品種開花后籽粒的灌漿過程均表現(xiàn)為“慢-快-慢”的增長趨勢，通過對小麥開花后天數(shù)與粒質(zhì)量之間進行Logistic生長曲線分析。由表1可知，各小麥品種方程的決定系數(shù)均大于0.980，經(jīng)檢驗均達到顯著性水平，說明不同品種的小麥灌漿過程均符合Logistic生長曲線變化規(guī)律，擬合效果良好。

2.3小麥籽粒灌漿過程參數(shù)分析

根據(jù)Logistic曲線方程可以將小麥籽粒灌漿過程劃分為灌漿漸增期、快增期和緩增期3個階段。試驗結(jié)果（表2）表明，各試驗品種3個階段的灌漿天數(shù)都是逐漸增加的，快增期占灌漿時期的34%左右，緩增期占灌漿時期的43%左右，并且在快增期的灌漿速率最大，積累的干物質(zhì)最多，占總干物質(zhì)量的58.4%，而緩增期灌漿速率最小，積累的干物質(zhì)最少，僅占總干物質(zhì)量的20.2%。不同品種之間在灌漿時間和灌漿速率上有顯著差異。